MagPack新型電源模塊可在更小空間內提供更大功率

您是否正努力在現有外形尺寸和功率預算范圍內將下一代光學模塊的數據速率加倍？或者，您是否需要在機器視覺系統中再裝一個傳感器，但布板空間已不足，而且功率耗散過大？

如果您對電源模塊的要求不僅僅是比上一代產品略有改進，那么可以考慮德州儀器的新款電源模塊。這些電源模塊利用德州儀器特有的新型集成磁性封裝 (MagPack?) 技術來提高功率密度、效率和熱性能，在提升易用性的同時，可降低工業、企業和通信應用中的電磁干擾 (EMI)。

以下是四個主要優點。

優點1：更高的功率密度和更小的解決方案尺寸

MagPack 技術有助于實現更高的功率密度和更小的整體解決方案尺寸。事實上，6A TPSM82866A、TPSM82866C和TPSM82816比市場上其他 6A 電源模塊的尺寸更小。

功率密度以單位面積（平方毫米）的輸出電流來衡量。在 2.3mm x 3mm 的條件下，TPSM82866A 和 TPSM82866C 的面積均為 6.9mm²。因此，單位面積的功率密度接近 1A/mm2（準確來說是 0.87A/mm²）。在 1mm²面積提供接近 1A 的電流是非常出色的表現，尤其是考慮到 0603（英制，公制為 1608）元件占用 1.28mm²的布板空間。評估模塊 (EVM) 的標準印刷電路板 (PCB) 設計采用簡單的設計規則和大型無源器件，使得整個 6A 電源的解決方案尺寸為 28mm²。

如果您需要可調節軟啟動、可調節開關頻率、時鐘同步和可調節控制環路補償等額外功能，TPSM82816 在稍大的 2.5mm x 3mm 封裝中提供了這些功能。這些額外的功能需要額外的引腳和無源器件，因此會將解決方案的總尺寸增加到 46mm2。對于 6A 電源來說，這一尺寸仍然非常小，可提供 0.8A/mm2 的功率密度。圖1和圖2展示了兩種器件的解決方案總尺寸。

圖1 TPSM82866A和TPSM82866C解決方案總尺寸為28mm²

圖2 TPSM82816解決方案總尺寸為46mm²

優點2：高效率和良好的熱性能

在縮小尺寸并提高功率密度后，必須從較小的封裝中進行有效散熱，并保持電源模塊可靠運行。MagPack技術中使用的電感器與器件裸片相匹配，旨在減少直流和交流損耗。將這兩個電路元件與高性能、高電導率的MagPack封裝搭配使用，有助于從電源模塊中高效散熱。

該器件現在具有優化的電感器和封裝，可實現高效率和低溫升。圖3展示了TPSM82866A的效率，而圖 4 展示了安全工作區 (SOA)。如此高的 SOA 曲線可以確保在更高的環境溫度下可靠運行，并減少長壽命應用的降額。

圖3 TPSM82866A通過MagPack技術實現高效率

圖4  TPSM82866A的SOA曲線可確保在很高的環境溫度下運行

優點3：易用，有助于縮短產品上市時間

采用MagPack技術的器件集成了電感器，而電感器通常是電源設計中最難選擇和采購的元件。考慮到電感器的尺寸、高度以及對其他電路的干擾，它也是 PCB 上最難放置和布線的元件之一。集成了電感器的電源模塊可以消除這些問題，而 MagPack 技術中使用的電感器進一步緩解了這些難題。MagPack 技術可以提供高效率和出色的熱性能，還能夠緩解所有電源設計的另一個問題：EMI。

優點4：降低EMI

采用 MagPack 技術的電源模塊有屏蔽保護。這不僅是屏蔽式電感器。整個裸片、電感器和開關節點都封閉在一個屏蔽封裝內。此外，采用 MagPack 技術的電源模塊的尺寸以及封裝內部的優化布線方式，使得電源模塊和系統中有噪聲的信號線路更短、更小。圖 5 和圖 6 比較了未采用和采用 MagPack 技術的 TPSM82866A 的初步輻射發射測量值。水平極化中的峰值發射降低約 2dB，垂直極化中的峰值發射降低約 8dB。

圖5 未采用MagPack技術的TPSM82866A的輻射發射

圖6 采用MagPack技術的TPSM82866A的輻射發射

結語

借助采用了 MagPack 技術的全新電源模塊，無論您要設計何種類型的電源轉換系統，都能實現更小的尺寸和更高的效率，同時具有良好的熱性能和易用性。想象一下，每個負載點 (POL) 電源的尺寸縮小了 20%，您能利用這些增加的布板空間來實現什么目標？也許可以提高數據速率或增加通道數，或者可以為產品添加額外的功能或傳感器。MagPack 技術可以改善電源模塊，讓您能夠為客戶提供更好的產品。

采用MagPack技術的電源模塊